Kako minijaturizacija komunikacijske opreme utječe na odabir diode?

一, strogi zahtjevi za izvedbu diode u minijaturizaciji
1. Ravnoteža između visokih - karakteristika frekvencije i parazitskih parametara
U komunikacijskim modulima milimetra, tradicionalne diode doživljavaju značajno prigušenje signala u frekvencijskim opsezima iznad 20GHz zbog prisutnosti parazitskog kapacitivnosti (CJ) i parazitske induktivnosti (LS). Projekt istraživanja i razvoja za radar faznog niza od 60 GHz pokazao je da je, kada je veličina pakiranja diode smanjena sa 0402 na 0201, parazitski kapacitans smanjio se s 0,3pf na 0,15pf, optimizirajući gubitak umetanja za 1,2dB u frekvenciji od 24 GHz. Ovaj skok performansi pripisuje se novoj tehnologiji 3D pakiranja, koja učinkovito skraćuje put međusobno povezivanje vertikalno slaganjem diodnih čipova na multi - slojevima.
2. Kontradikcija između toplinskog upravljanja i gustoće snage
GAN pojačala napajanja suočavaju se s teškim toplinskim izazovima u procesu minijaturizacije. Modul male osnovne stanice od 28 GHz koristi 0,15 µm GAN diodu za kontrolu pristranosti i integrira 8 kanala za pojačavanje unutar PCB površine od 40 mm × 40 mm. Uključivanjem mikro toplinske cijevi ispod diode, temperatura spoja se smanjuje sa 150 stupnjeva na 120 stupnjeva, a shema pristranosti modulacije širine impulsa (PWM) prihvaća se kako bi se povećala gustoća snage na 5W/mm ², što je tri puta veće od tradicionalne sheme.
3. Suradnička optimizacija dinamičkog raspona i linearnosti
U komunikacijskom modulu C - v2x, PIN dioda mora postići dinamičku kontrolu pojačanja unutar raspona ulazne snage od - 110dbm do - 20dbm. Određeni novi energetsko vozilo t - prihvaća adaptivni krug pristranosti, koji skraćuje vrijeme odziva AGC sa 5 µ s 800Ns praćenjem promjena u stvarnom vremenu u diodi na otporu (RDS (ON)), dok kontrolira intermodulacijsku distingulaciju (IMD3) ispod -45DBC, sastanak.
2, revolucionarni proboj u tehnologiji pakiranja
1. Integracija sustava u paketu (SIP)
Određeni teret satelitske komunikacije prihvaća 3D SIP tehnologiju, integrirajući Schottky diode, filtre i pojačala snage na keramičkoj supstratu od 8 mm × 8 mm. Okomita međusobna povezanost postiže se silicijum putem rupa (TSV), što skraćuje duljinu međusobne veze između dioda i perifernih uređaja za 80% i smanjuje parazitsku induktivnost na 0,2NH. Ova shema postiže povećanje EIRP (ekvivalentna svesmjerna snaga zračenja) 2DB u KA pojasu, istovremeno smanjujući volumen modula za 60%.
2. Minijaturizacija pakiranja na razini vafela (WLP)
Za tržište nosivih uređaja određeno je poduzeće razvilo ESD zaštitnu diodu u paketu 01005 (0,4 mm × 0,2 mm). Korištenjem tehnologije fotolitografije za izravno oblikovanje loptica za lemljenje na vaferu eliminiraju se tradicionalni koraci povezivanja žica, smanjujući debljinu pakiranja s 0,3 mm na 0,1 mm. Ovaj uređaj postiže napon stezanja manji od 8V i vrijeme odziva manje od 1ns u frekvencijskom opsegu 8GHz, a primijenjen je na NFC modul određene marke pametnog sata.
3. Proboj u tehnologiji heterogene integracije
U prije istraživanja komunikacije Terahertz, heterojunkcijske diode grafena/galija nitrida pokazale su revolucionarni potencijal. Laboratorij je prenio pojedinačni sloj grafena sloja na gan supstrat pomoću Van der Waalsovih sila, formirajući nulti BandGap Schottky Contact. Ovaj uređaj postiže omjer prebacivanja od preko 1000 u frekvencijskom opsegu 0,3THz, s vremenom odziva smanjenim na razinu femtosekunde, pružajući osnovnu komponentu za sigurnosne inspekcijske sustave 6G bazne stanice s rezolucijom od 0,05 mm.
3, materijalna inovacija i nadogradnja procesa
Uspon širokih materijala
SIC Schottky diode postižu probojne primjene u modulima snage 5G bazne stanice. Nakon korištenja SIC dioda u određenom modelu - 48V/1200W DC-DC pretvarača, frekvencija prebacivanja povećana je sa 100kHz na 500kHz, gustoća snage dosegla je 48W/u ³, a učinkovitost je poboljšana na 97,5%. Njegov obrnuti naboj za oporavak (QRR) smanjen je za 90% u usporedbi sa SI uređajima, što rezultira smanjenjem 15 dB u buci elektromagnetske interferencije (EMI).
2. Proboji u novim procesima dopinga
Korištenjem tehnologije ionske implantacije za postizanje ultra plitkog spoja (<50nm) diode manufacturing, the device can still maintain good linearity in the 0.1THz frequency band. After adopting this process, a 28GHz power amplifier optimized the ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) by 3dB at an output power of 30dBm, while reducing the chip area from 4mm ² to 1.5mm ².
3. Primjena tehnologije 3D ispisa
Određeno poduzeće koristi tehnologiju Micro Nano 3D ispisa za proizvodnju interkonektivnih struktura diodnih metala, postižući tehnološki čvor s širinom linije/razmakom od 1 µm. U modulu antene od milijarskog valnog niza, ovaj postupak smanjuje otpornost na međusobno povezivanje diode na 0,5 m Ω, smanjuje gubitak umetanja za 0,3dB i skraćuje proizvodni ciklus sa 6 tjedana na 72 sata.
4, konstrukcija metodologije inteligentne selekcije
1. Suradnička simulacija višestruke fizike
ANSYS HFSS i simulacijska platforma zgloba ICEPAK igra ključnu ulogu u odabiru diode. Komunikacijski modul od 60 GHz dizajniran je pomoću ove platforme za uspostavljanje električnog toplinskog mehaničkog modela spajanja. Nakon optimizacije rasporeda diodne jastučiće, deformacija spojeva lemljenja uzrokovana toplinskim naponom kontrolirana je unutar 0,3 µm, osiguravajući pouzdan rad uređaja unutar širokog temperaturnog raspona od -55 stupnjeva do 125 stupnjeva.
2. Izgradnja parametrizirane biblioteke modela
Neki proizvođač EDA razvio je biblioteku modela diodne začine koja sadrži više od 500 parametara, koja pokriva podatke kao što su S parametri i brojke buke pod različitim temperaturama (-40 stupnjeva do 175 stupnjeva) i uvjetima pristranosti. U dizajnu malene bazne stanice od 5 g, primjena ove biblioteke modela skratila je ciklus iteracije dizajna sa 10 tjedana na 4 tjedna i povećala stopu uspjeha jedne proizvodnje čipa na 95%.
3.
Uspostavite biblioteku pravila DFM za mikro diode pakirane u 008004 (0,3 mm × 0,15 mm):
Razmak jastučića: veći ili jednak 30 µm
Debljina čelične mreže: 0,06 mm ± 0,005 mm
Vrhunska temperatura lemljenja reflova: 240 stupnjeva ± 3 stupnja
Optimiziranjem parametara ispisa paste za lemljenje, stopa praznine zavarivanja smanjena je sa 12% na ispod 2%, udovoljavajući zahtjevima AEC - Q101 standarda za automobilsku elektroniku.
https://www.trrsemicon.com/transistor/isc ((22} .thyristors ({3.